10043-52-4 / 固體氯化鈣的生產方法

背景及概述^[1]

工業級氯化鈣應用廣泛，其主要用于油田化學品配制鉆井液(如中東、北美)、冬季高速公路及市政道路融雪(如東南亞)、冷凍食品行業的冷媒、橡膠氯化劑、化工原料、光伏等行業的廢水脫氟劑、高爐煉鋼冶金行業等，無水氯化鈣也是酞青類染料的原料。而由于工業級氯化鈣的用途廣泛，所以，市場對工業級氯化鈣產品的含量、形狀需求多樣。

按國家標準《GB/T26520-2011工業氯化鈣》將工業級固體氯化鈣分為無水氯化鈣和二水氯化鈣，而無水氯化鈣又分為94％的I型無水氯化鈣和90％的II型無水氯化鈣，二水氯化鈣分為77％的I型二水氯化鈣和74％的II型二水氯化鈣。國外也有86％的一水氯化鈣的標準。工業級氯化鈣產品的外觀也種類眾多，如片狀、粉狀、球狀、顆粒狀、圓柱狀等。

固體氯化鈣的生產方法^[1]

1、氯化鈣原料液的制備

在反應釜內加入石灰石，然后連續緩慢加入副產鹽酸進行反應。

由于該反應是一個放熱反應，反應過程中有CO₂氣體產生，產生類似加熱帶攪拌的連續反應過程，常溫鹽酸加入反應釜內，局部溫度最高可達65℃，所以，反應廢氣中有少量HCl伴隨飄出，反應完成液的pH值控制為pH大于3。

本例中，為了減少HCl逸出，一般選用兩個反應釜串聯聯用，兩個反應釜內都加有石灰石，一個反應釜底部加酸，經反應后，頂部溢流出的酸性含氯化鈣的料液再從頂部進入另一反應釜內，且該反應釜不加酸并在底部出液，反應完成液pH值控制在3～3.5。從反應釜底部流出的反應完成液通過閥門控制流入半地下的中和攪拌槽，同時連續向攪拌槽內加入質量濃度為20％～30％的石灰水，將攪拌槽中的反應液的pH值調節至pH為8.5～9.2，經12h的反應、沉降澄清后，向澄清后的液體中直接加入濃度22％的氯化鈉水溶液并充分混合直至體系中氯化鈉含量為1.15％～1.55％；再經壓濾和微孔過濾脫除體系中的堿金屬氫氧化物、氟化鈣以及不溶于水的微米級顆粒，得到濁度小于12并且氯化鈣質量濃度約為30％的氯化鈣原料液。

本例中，反應釜內石灰石與含氟鹽酸的反應，存在如下反應方程式：

CaCO₃+2HCl→CO₂↑+H₂O+CaCl₂

Ca(OH)₂+2HF→2H₂O+CaF₂↓

廢氣用稀堿液NaOH洗滌,洗滌廢水最終排放至加酸反應釜內，反應方程如下：

2HCl+NaOH→2NaCl+H₂O

CO₂+NaOH→NaHCO₃

含有氯化鈉和碳酸氫鈉的洗滌廢水排放至加酸反應釜內，反應方程如下：

NaHCO₃+HCl→CO₂↑+H₂O+NaCl

由此可見，含有氯化鈉和碳酸氫鈉洗滌廢水排放至加酸反應釜都轉化成了氯化鈉相當于間接加入。

經直接加入氯化鈉水溶液和其它工序間接加入稀液堿洗滌廢水兩種方式并充分混合，制得含1.15％～1.55％氯化鈉和約30％氯化鈣的氯化鈣原料液。

2、固體氯化鈣的制備

氯化鈣原料液經蒸發濃縮、結片干燥、冷卻包裝獲得質量百分比77％的工業級片狀氯化鈣產品。

本例中，固體氯化鈣的制備具體如下：

常溫約30％氯化鈣原料液經以蒸發冷凝水為熱源的換熱器預熱達到約45℃～60℃。經過三效蒸發濃度達到40％～53％，再經升膜預熱器、升膜蒸發器、降膜蒸發器或成品儲槽濃縮到68％～71％高溫高濃含NaCl約2.5％～3.5％的氯化鈣溶液由放料閥控制自流入制片機有蒸汽伴熱的高鈣槽，徑向浸高50mm～75mm低速旋轉制片機轉鼓表面會浸沾約1mm～2.5mm高濃鈣液，經轉鼓內面夾套循環水冷卻迅速結晶同時旋轉約220°被刮刀刮下，刮下約20mm×20mm的片狀氯化鈣順流管進入有一定風壓的熱空氣為熱源的振動流化床振動流花前移干燥脫出游離水達到77％以上，經冷卻包裝后可做產品出售。

參考文獻

[1] [中國發明] CN202010295414.7 一種固體氯化鈣的生產方法